地鐵機房建設方案建議.doc

地鐵機房建設建議方案一、概述地鐵弱電系統(tǒng)應用在地鐵的車站、車輛段、停車場、控制中心等場所，包括通信、信號、綜合監(jiān)控(電力監(jiān)控PSCADA、環(huán)境與設備監(jiān)控BAS、火災自動報警FAS、門禁ACS)、自動售檢票系統(tǒng)AFC、乘客信息系統(tǒng)PIS、屏蔽門、變電所直流操作、應急照明等部分，系統(tǒng)一般由計算機、網絡設備及自動化控制設備組成，用電為一級負荷，因此需要高可靠性的后備電源進行不間斷供電，以保證供電質量和供電連續(xù)性。屏蔽門驅動電機、變電所直流操作以及部分通信設備分別用到DC110V、DC220V和DC-48V電源，一般由專門的直流電源獨立供電。應急照明一般為交流感應式的負載，分布在整個車站范圍內，點多面廣，多采用EPS供電。剩余的通信、信號、電力監(jiān)控、環(huán)境與設備監(jiān)控、門禁、火災報警、自動售檢票、乘客信息、屏蔽門網絡控制等系統(tǒng)均為計算機和網絡設備等容性負載，需要AC380/220V電源，最適合采用UPS系統(tǒng)進行供電。由于地鐵運營環(huán)境及其設備的特殊性，一般要求提供電源的UPS系統(tǒng)滿足下列要求： 1.可靠性強，能適應地下運行環(huán)境，以確保車站各弱電系統(tǒng)設備全天候、穩(wěn)定、可靠地運行；2.綠色環(huán)保，避免污染電力環(huán)境及自然環(huán)境；3.安全性高，保護全面，不易造成人為設備故障，不會威脅人身安全；4.便于近、遠端管理，有標準的通訊接口及開放的通訊協(xié)議；5.盡量采用集中式供電，綜合利用各種資源。目前，軌道交通UPS電源整合是一個發(fā)展趨勢，全國各地地鐵新建線路都在進行UPS整合工作，因為這樣更有利于資源的綜合利用，更有利于設備的專業(yè)化維護與管理，同時也有利于節(jié)省機房使用面積。隨著近年來電力電子設備制造工藝和應用技術的發(fā)展，目前在通信機房和大型數據中心，均有采用大容量UPS系統(tǒng)集中供電的先例，大容量UPS電源系統(tǒng)和先進控制技術在通信和數據中心等領域有較成熟的經驗，為在軌道交通工程中實現對各個弱電系統(tǒng)UPS電源的集中提供了有利條件。而計算機房建設工程不僅僅是一個裝飾工程，也是一個集電工學、電子學、建筑裝飾學、美學、暖通凈化專業(yè)、計算機專業(yè)、弱電控制專業(yè)、消防專業(yè)等多學科、多領域的綜合工程，并涉及到計算機網絡工程，PDS工程等專業(yè)技術的工程。在設計施工中應對供配電方式、空氣凈化、安全防范措施以及防靜電、防電磁輻射和抗干擾、防水、防雷、防火、防潮、防鼠諸多方面給予高度重視，以確保計算機系統(tǒng)長期正常運行工作。由于計算機機房的環(huán)境必須滿足計算機等各種微機電子設備和工作人員對溫度、濕度、潔凈度、電磁場強度、噪音干擾、安全保安、防漏水、電源質量、振動、防雷和接地等的要求，同時又要求具有建筑裝飾美學及現代科技氣息。因此說計算機房是一個綜合性較強的專業(yè)技術場地工程，機房建設需要專業(yè)技術企業(yè)來完成，以建設一個安全可靠、舒適實用、節(jié)能高效和具有可擴充性的機房。而地鐵行業(yè)UPS設備設置在站廳層或設備層的設備機房內，UPS設備與電池設備分別放置在不同的設備房間。由于地鐵運營的特殊性，運營期間車站機房內灰塵較多，灰塵顆粒復雜，灰塵中含金屬顆粒、導電粉塵等。一般根據工程環(huán)境特點，采取相關措施，以確保UPS在此環(huán)境中可靠運行。二、設計要求1. 引用技術標準和規(guī)范在設計、制造、試驗、安裝、運輸、包裝、現場試驗、初步驗收和竣工驗收時應當遵照下列標準現行有效的最新版本執(zhí)行（但不限于下列標準）執(zhí)行。1) 城市軌道交通技術規(guī)范（GB50490-2009）；2) 地鐵設計規(guī)范（GB 501572003）；3) 城市軌道交通工程項目建設標準（建標1042008）；4) 鐵路運輸通信設計規(guī)范（TB 100062005）；5) 電信專用房屋設計規(guī)范（YD/T 5003-2005）；6) 民用建筑電氣設計規(guī)范（JGJ/T 16-2008）；7) 通信管道及通道工程設計規(guī)范（GB 50373-2006）；8) 低壓配電設計規(guī)范（GB 50054-1995）；9) 通信用閥控式密封鉛酸蓄電池YD/T799-2002；10) 通信電源設備安裝工程設計規(guī)范（常用）（YD/T 5040-2005）；11) 通信電源設備安裝設計規(guī)范（YD 5040-2005）；12) 通信用不間斷電源（UPS）（YD/T1095-2008）；13) 通信局（站）防雷與接地工程設計規(guī)范（YD 5098-2005）；14) 電磁兼容（GB/T 17626）；15) 通信局（站）電源系統(tǒng)總技術要求規(guī)定（YD/T1051-2000）；16) 通信電源設備安裝工程設計規(guī)范（YD/T50402005）；17) 安全防范工程程序和要求；18) 美國電子工業(yè)協(xié)會（EIA）的相關標準；19) 國際鐵路聯盟（UIC）相關標準；20) 國際電工委員會標準（IEC）相關標準；21) 國際電氣和電子工程師協(xié)會標準（IEEE）相關標準；22) 國際電信聯盟（ITU-T）相關建議；23) 國際標準化組織（ISO）相關標準。2、供配電依據計算機設備供配電系統(tǒng)提供電源的質量好壞直接影響著計算機系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。在GB501742008電子計算機機房設計規(guī)范中對電壓變動、頻率變化、波形失真率分級如下表：項目 級別A級B級C級電壓波動范圍5%7%15%+10%頻率波動范圍0.2HZ0.5HZ1HZ波形失真率35%58%810%三、系統(tǒng)基本性能指標參數模塊化UPS系統(tǒng)為眾多被整合的弱電系統(tǒng)提供不間斷電源，為保證能提供高品質電源，通過對推薦方案的分析和對設備的調研，并結合相關設計標準，提出集中UPS系統(tǒng)基本性能指標要求如下：1）UPS性能指標要求電源設備的輸入電源為三相五線制（380V220V）交流電源，輸出為380V/220V交流電源。輸入參數主路輸入額定輸入電壓（Vac）380/400/415輸入電壓范圍（Vac）208478相數三相五線輸入頻率范圍（Hz）4070輸入功率因數0.99旁路輸入額定輸入電壓（Vac）380/400/415輸入電壓范圍（Vac）220+25%；240-45%相數三相五線旁路同步跟蹤范圍（Hz）10%發(fā)電機接入支持輸出參數電壓（Vac）380/400/4151%輸出功率因數0.9頻率（Hz）市電模式1%、2%、4%、5%、10%可設置電池模式（50/600.1%）Hz波形正弦波 THDV2%（100%線性負載）切換時間（ms）0整機效率95%過載能力110%，60min；150% 1min；電池電池電壓（Vdc）32節(jié)/34節(jié)/36節(jié)/38節(jié)/40節(jié)可選環(huán)境工作溫度（）040儲存溫度（）-2555 (不含電池)相對濕度095%（不凝露）工作海拔高度1500m噪音（dB）7073其它功能告警功能過載、市電異常、UPS故障、電池欠壓等保護功能短路、過載、過溫、電池欠壓、輸出過欠壓執(zhí)行標準YD/T 2165-20102）蓄電池性能指標要求據美國IDC統(tǒng)計，設備斷電事故中，有50%是由UPS電池引起的，特別是 UPS及電池安裝好之后，由于專業(yè)人才匱乏，日常維護不到位，加上部分收費站使用環(huán)境差，科士達服務人員在幫很多國內收費站巡檢時發(fā)現，很多網點UPS電池柜上堆放著很多物品，嚴重影響散熱，導致電池提前老，斷電后備時間不足等現象，更可怕的是很多收費站點鼠患嚴重，因老鼠咬壞電池線路引發(fā)的短路爆炸，起火等事故時有發(fā)生，下圖是就某兩個收費站因電池起火引發(fā)的火災現場； （2002年和2005年某收費網點電池漏液起火現場）綜合我國鉛酸蓄電池的各類使用情況，選用鉛酸蓄電池外殼材料全部使用防火功能的優(yōu)質材料，并通過國家電器產品安全質量監(jiān)督檢驗中心外殼采用阻燃材料的嚴格檢測，滿足防火要求。蓄電池在日常使用過程中，特別是電池放電過程中，大電流放電會導致蓄電池發(fā)熱，蓄電池在安裝時，要預留一定的散熱空間。普通的鉛酸蓄電池，安裝人員很容易忽視這個問題。常規(guī)的鉛酸蓄電池的外殼材料大部分為ABS材料，雖然硬度很好，但韌性比較差，也就是我們所說的比較脆，在遇到比較強的沖擊時，在運輸、搬運和安裝過程中，撞擊的力度大于了ABS材料本身的承受能力時，ABS材料的外殼可能會出現裂痕。較為明顯的裂痕容易預防，不明顯的裂痕往往是在使用中出現問題，在蓄電池使用了一段時間后，電池發(fā)熱，外殼裂痕就會出現漏液，在外殼上部的裂痕出現滲液容易發(fā)現，在底部就很難了。在蓄電池工作年限比較長，端子密封圈的壽限達到極限的情況下，容易出現松動，產生漏液。如果不及時發(fā)現，采取有效的措施，容易出現著火和熱失控等嚴重隱患。所以，選擇蓄電池時，應有較為合適的防漏液技術，以保證地鐵機房的安全。 采用單體12V，閥控式密封鉛酸免維護蓄電池，蓄電池的連續(xù)浮充工作壽命不少于8年。 循環(huán)使用壽命應滿足：80%放電深度時600次。 蓄電池結構保證在使用壽命期間，不會滲漏電解液。不因運行溫度變化而導致表面龜裂。 蓄電池槽、蓋、安全閥、極柱封口劑材料具有阻燃性，自身不燃，遇到火源時不產生有害氣體。 蓄電池極性與極性標志一致。正、負極端子便于用螺栓連接，其極性、端子外形尺寸符合產品圖樣。 蓄電池極板厚度符合國家標準。 氣密性：蓄電池除安全閥外，能承受50pa的正壓或負壓而不破裂、不開膠，壓力釋放后殼體無殘余變形。 為防止漏氣起火，蓄電池應具有防漏液保護技術。3）精密空調技術指標要求機房環(huán)境特點機房中的計算機及網絡設備在運行中散熱量大而且集中，散濕量極小，散熱量的95%是顯熱，熱濕比極大，焓差小。在這種情況下，空氣處理可近似作為一個等濕降溫過程。溫度是保證電子設備正常工作的關鍵之一精密A/C的恒溫精度達1。經實驗機房溫度上升5其設備的可靠性下降25%,如上升至10,可靠性下降40%，因此保證機房溫度恒定就非常重要。根據熱的傳播方式傳導、輻射、對流分析，疏散顯熱的最有效方式是對流，這就需要大量的冷風將熱量帶走。氣流速度(送風量)，是保證機房內設備周圍的溫濕度均勻分布的首要條件風量小，會造成設備周圍及內部的溫度升高，尤其是沒有自散熱功能的設備其故障率達75%以上，精密空調的送風量達到4000-12000M3/H,可以使機房內每一點壓力都能均勻分布，其誤差率不超過15%。集中空調主要考慮人體對環(huán)境的要求，不具備大風量。因此，集中空調方式就會出現雖然冷量夠，但設備熱量卻散不出去的問題。集中空調是用風管送風，而非靜壓風庫，送風均勻度較差，所以集空調不適合在機房使用。機房專用精密空調充分考慮了計算機設備的特點，在相同制冷量的基礎上，加大了風量。加之專用的送回風風庫，送、回風均勻，能夠較為迅速、有效地帶走機器熱量。計算機系統(tǒng)和程控交換機投入正常運行后，一般有個較長時間的運行周期，特別是程控交換機可能全年無休，連續(xù)不斷地運行。即便在冬季，機房內還有余熱。因此，機房空調系統(tǒng)必須考慮長時間運行的可靠性和可操作性。精密空調設計壽命是最低是10年，連續(xù)運行時間是86400小時，平均無故率達到25000小時，實際運用過程中,精密A/C可運行15年。計算機設備除了對溫度有要求外，對濕度亦有要求。適當的濕度是保證設備正常工作的條件。濕度太低會產生靜電，危害設備安全。濕度太高也會增加設備的故障率，如濕度低于20%的時候，機房內工作人員行走時靜電可達成1.2萬伏,如濕度高達80%RH，溫度16時，設備表面就會結露,設備的故障率就會高達65%，這樣就要求機房要將濕度嚴格控制在規(guī)定的范圍內。而集中空調無法控制濕度恒定，如果再加一套濕度控制系統(tǒng)，無形中又加大了投資維護量。而專用空調實現了對濕度的自動控制，使計算機設備不論在極濕潤的夏季還是在極干躁的冬季都能在恒濕狀態(tài)下正常工作。此外，機房對潔凈度亦有嚴格的要求，這個要求遠遠高于辦公用房。由于集中空調送風方式的特點決定其不能滿足此要求。而專用空調中有中效過濾系統(tǒng)，可隨時更換過濾網，方便、省時、經濟。同時，根據機房的圍護結構特點（主要是墻體、頂面、地面，包括：樓層、朝向、外墻、內墻及墻體材料，及門窗型式、單雙層結構及縫隙、散熱）、人員的發(fā)熱量，照明燈具的發(fā)熱量，新風負荷等各種因素，計算出計算機房所需的制冷量，因此選定空調的容量。A 級機房內溫度、濕度的要求：機房的環(huán)境是靠空調機來實現的。但是，機房的潔凈度則要求做到以下幾點：第一、機房要密封、墻體圍護結構要清潔。第二、機房要保持正壓，防止臟空氣侵蝕。新風做到兩級凈化，即初效、亞高效過濾器，從而使輸入機房的空氣潔凈度大大提高。第三、空調機設中效過濾器，并定期更換，從而保證機房空氣在不斷循環(huán)中得以凈化。我公司的方案設計可以保證，空氣潔凈度達到國標要求。機房的熱負荷主要來自兩個方面：機房內的計算機設備、照明燈具、輔助設施及工作人員所產生的熱；由機房外部進入的熱，如：從墻壁、屋頂、隔斷和地面?zhèn)魅霗C房的熱；透過玻璃窗射入的太陽輻射熱；從窗戶及門的縫隙滲入的風而侵入的熱；新風機補充新風帶進來的熱量等。為達到機房的環(huán)境要求，空調機的選型十分重要。確保計算機房內的系統(tǒng)設備在恒溫、恒濕工作條件下的送風量以及使人感到舒適的送風量，必須計算出機房內的熱負荷?；緟担?、機房專用空調能按要求自動調節(jié)室內溫、濕度，具有制冷、加熱、加濕、除濕等功能。溫度調節(jié)范圍：+17 +30，溫度調節(jié)精度： 1 ，溫度變化率 5/小時，濕度調節(jié)范圍：20% 80%RH，濕度調節(jié)精度：5 %RH ；冷卻方式：風冷；送風方式：上送風、下回風；2、一般空調廠商具有全國工業(yè)產品生產許可證，生產許可證覆蓋全容量段制冷量25kW150kW。投標產品應滿足國家相關標準及認證要求，要求提供精密空調節(jié)能認證，精密空調CE認證。3、制造廠商應建設有精密空調專用焓差實驗室，焓差實驗室測試范圍應能覆蓋投標機型，實驗室需具備相關權威機構的校準認可證明文件。4、機組采用高效渦旋式壓縮機，以提高機組的節(jié)能性及可靠性；對